ES2270794T3 - Cuchilla de crepado, sistema y procedimiento para el crepado de una banda de celulosa. - Google Patents
Cuchilla de crepado, sistema y procedimiento para el crepado de una banda de celulosa. Download PDFInfo
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Abstract
Cuchilla de crepado (20) para el crepado de una banda de celulosa desde un cilindro giratorio en un proceso de crepado, comprendiendo la cuchilla de crepado (20): unas primera y segunda caras laterales (22, 24), siendo dicha primera cara lateral (22) por lo menos substancialmente opuesta a dicha segunda cara lateral (24); una superficie superior (26) no ortogonal con respecto a por lo menos una de dichas primera y segunda caras laterales (22, 24); y una pluralidad de muescas (28), presentando cada una de dichas muescas (28) una parte inferior (30) y un extremo abierto (32), y caracterizada porque la parte inferior (30) es por lo menos substancialmente paralela a la superficie superior (26) y estando delimitado el extremo abierto (32) mediante por lo menos una parte de la superficie superior (26).
Description
Cuchilla de crepado, sistema y procedimiento
para el crepado de una banda de celulosa.
La presente invención se refiere al crepado de
una banda de celulosa desde un cilindro giratorio para producir
papel, tal como el papel higiénico, los pañuelos faciales y las
toallitas de papel. Más concretamente, la presente invención se
refiere a una cuchilla de crepado y a un sistema para el crepado una
banda de celulosa desde un cilindro giratorio. La presente
invención se refiere asimismo a un procedimiento para la fabricación
de papel y a un papel con un espesor y una resistencia
sustancialmente constantes.
El papel es fabricado generalmente por un
proceso que comprende la dispersión de fibras de celulosa (por
ejemplo, unas fibras de madera) en un líquido (por ejemplo, una
solución que incluye agua) para formar una mezcla en la que las
fibras de celulosa están en suspensión en el líquido. A continuación
una parte sustancial del líquido es eliminada de la mezcla. A medida
que se elimina el líquido, las fibras de celulosa empiezan a unirse
unas con las otras, formado así una banda de celulosa. La unión de
las fibras de celulosa resulta del entrelazado mecánico de las
fibras y del enlace de hidrógeno de las fibras. El enlace de
hidrógeno de las fibras constituye el mecanismo de unión
predominante.
Después de eliminar por lo menos una porción del
líquido de la mezcla, se coloca la banda de celulosa en un cilindro
giratorio, como un secador Yankee calentado, para eliminar más
líquido de la mezcla. En función de la cantidad de líquido aún
presente, la banda de celulosa o bien se adhiere al cilindro
giratorio por sí sola o bien se coloca en el cilindro giratorio con
un agente adhesivo configurado de forma que permita retirar la
banda del cilindro sin destruirla. Después de que la banda ha sido
girada sobre el cilindro para eliminar la humedad adicional, se
retira la banda del cilindro giratorio.
A continuación, la banda es, o bien, devanada en
un bobina o bien puede ser secada en mayor medida y procesada para
fabricar papel y/o productos de papel.
La integridad estructural y la resistencia de la
banda de celulosa resulta del entrelazado mecánico y del enlace de
hidrógeno de las fibras de celulosa individuales. La resistencia y
la suavidad del papel, no obstante, son inversamente proporcionales,
la una a la otra. Es decir, a medida que se incrementa la
resistencia del papel, su suavidad disminuye. En cuanto al papel que
se utiliza para papel de baño (por ejemplo, el papel higiénico o los
pañuelos faciales), la resistencia y la suavidad son muy
importantes. En particular, las preferencias del consumidor demandan
papel de baño suave.
El papel fabricado por los procesos
convencionales, tal como el proceso descrito anteriormente, es
percibido generalmente por el consumidor como no lo suficientemente
suave para ser utilizado como papel de baño. Un procedimiento común
para incrementar la suavidad del papel que se utiliza como papel de
baño, consiste en el crepado el papel. El crepado es un
procedimiento que comprende retirar la banda de celulosa del
cilindro giratorio, con un raspado, utilizando una cuchilla de
crepado. De forma ventajosa el crepado de la banda de celulosa rompe
algunos de los enlaces entre las fibras de la banda de celulosa,
incrementando así la suavidad y disminuyendo la resistencia del
papel.
Las cuchillas de crepado convencionales
comprenden generalmente una cuchilla alargada que presenta una
superficie plana y biselada que define el borde de raspado. En
general, la cuchilla presenta substancialmente la misma longitud que
el cilindro giratorio. El borde de raspado se coloca contra el
cilindro giratorio para raspar la banda de celulosa del cilindro,
romper algunos de los enlaces entre las fibras e incrementar de esta
manera la suavidad. El crepado asimismo incrementa el espesor de la
banda de celulosa. El "espesor", según se usa en la presente
memoria, es un término de la técnica que se refiere al grosor o al
grueso del papel. Las cuchillas de crepado convencionales, sin
embargo, adolecen del inconveniente de que el espesor del papel
fabricado con ellas todavía no es lo suficientemente elevado.
Una cuchilla de crepado modificada que produce
papel de baño con un espesor mayor que las cuchillas de crepado
convencionales, a la vez que mantiene un nivel deseado de
resistencia y suavidad del papel, se da a conocer en la patente US
nº 5.656.134 (en adelante, "la patente `134"), cuya exposición
está incorporada en su totalidad a la presente memoria como
referencia. La patente 134 da a conocer una cuchilla de crepado (en
adelante "la cuchilla `134") que presenta una superficie
biselada con respecto a las caras de la cuchilla y unas partes
dentadas formadas en la cuchilla adyacentes a la superficie
biselada. Preferentemente las partes dentadas están configuradas de
forma que la parte inferior de cada parte dentada es perpendicular a
las caras de la cuchilla. De manera ventajosa, las partes dentadas
proporcionan un papel con una combinación deseada de resistencia,
suavidad y espesor o espesor, que se puede utilizar como papel de
baño. Véase la patente `134, columna 3, línea 26 a columna 4, línea
6.
Con el fin de crepar la banda de celulosa, la
cuchilla `134 se coloca en un cilindro giratorio (por ejemplo, un
secador de la marca Yankee) de forma que un borde o una superficie
de raspado raspará la banda de celulosa del cilindro cuando éste
gira, estando dispuesta la banda de celulosa sobre dicho cilindro.
La cuchilla se coloca con respecto al cilindro a un ángulo
denominado un ángulo de desgaste o de crepado. El ángulo de desgaste
o de crepado se define como un ángulo con un vértice en el punto de
contacto entre la cuchilla y el cilindro y lados delimitados por una
parte de una cara de la cuchilla y por una parte de una línea
tangente al punto de contacto.
El espesor del papel producido con la cuchilla
`134 es determinado en parte por la profundidad eficaz de las partes
dentadas. La profundidad eficaz se define como la profundidad de las
partes dentadas medida a lo largo del ángulo de desgaste (es decir,
en la dirección de una línea tangente al cilindro en el punto de
contacto con la cuchilla). A medida que se desgasta la cuchilla
descrita en la patente `134, se cambia la profundidad eficaz de las
partes dentadas. Cuando se cambia la profundidad de las partes
dentadas, asimismo se cambian el espesor y la resistencia del papel
producido con la cuchilla con partes dentadas. En un punto en el que
el espesor y la resistencia del papel producido por una cuchilla
configurada como la cuchilla `134 ya no están comprendidos entre las
tolerancias de fabricación aceptables debido al cambio de la
profundidad eficaz de la parte dentada, la cuchilla de crepado debe
ser reemplazada.
La cantidad de tiempo de producción en el cual
una cuchilla de crepado producirá papel vendible (es decir, papel
que tiene un espesor y una resistencia comprendidas entre las
tolerancias de fabricación) antes de ser reemplazada, se denomina la
vida útil de la cuchilla. La vida útil real de una cuchilla depende
de distintos factores, tal como el material de la banda de celulosa.
Por ejemplo, el material reciclado, tal como el material que
incorpora cenizas, tiende a desgastar las cuchillas de crepado más
rápido que otro tipo de materiales.
Es ventajoso disponer de una cuchilla de crepado
con una relativa larga vida útil porque la cuchilla de crepado de
sustitución es sumamente cara. En particular, toda la línea de
fabricación debe ser parada cada vez que se sustituye la cuchilla de
crepado, y durante esta parada no se puede producir ningún papel
vendible. Además, las cuchillas de crepado son relativamente caras
de fabricar.
Al raíz de lo anterior, en la técnica existe la
necesidad de una cuchilla de crepado mejorada, de un sistema
mejorado de crepado de una banda de celulosa y de un procedimiento
mejorado de crepado de una banda de celulosa.
De acuerdo con la presente invención se
proporciona una cuchilla de crepado para el crepado de una banda de
celulosa de un cilindro giratorio en un proceso de crepado,
comprendiendo la cuchilla de crepado:
unas primera y segunda caras laterales, estando
dicha primera cara lateral por lo menos sustancialmente opuesta a
dicha segunda cara lateral;
una superficie superior no ortogonal a por lo
menos una de dichas caras laterales primera y segunda; y
una pluralidad de muescas, presentando cada una
de las muescas una parte inferior y un extremo abierto, y
caracterizado porque la parte inferior es por lo menos
sustancialmente paralela a la superficie superior y estando definido
el extremo abierto por lo menos por una parte de la superficie
superior.
En un aspecto, la superficie superior es
plana.
En otro aspecto, una profundidad eficaz de
muesca de cada una de las muescas, que se define como la distancia
entre la parte inferior y el extremo abierto en una dirección a lo
largo del ángulo de desgaste de la cuchilla de crepado, permanece
sustancialmente constante cuando el contacto entre la cuchilla de
crepado y el cilindro giratorio desgasta la cuchilla de crepado.
Preferentemente, el espesor y la resistencia de la banda de
celulosa, crepada mediante la cuchilla de crepado, permanecen
sustancialmente no afectados por el desgaste de la cuchilla de
crepado.
En todavía otro aspecto, las muescas están
configuradas de forma que la parte inferior de cada una de las
muescas se encuentra por lo menos sustancialmente en un plano que es
por lo menos sustancialmente paralelo a la superficie superior.
En todavía otro aspecto, la parte inferior de
por lo menos una de las muescas está en un primer plano, la parte
inferior de por lo menos otra de las muescas está en un segundo
plano, y la superficie superior está en un tercer plano. El primer,
segundo y tercer planos son por lo menos sustancialmente paralelos
el uno al otro, y una distancia entre el primer y tercer planos se
diferencia de una distancia entre el segundo y tercer planos.
En otro aspecto, la cuchilla de crepado
comprende una pluralidad de salientes adyacentes a las muescas y que
se extienden desde por lo menos una de las primera y segunda caras
laterales. Por lo menos una parte de la pluralidad de los salientes
define por lo menos una parte de la cuchilla de crepado que entra en
contacto con la superficie exterior del cilindro giratorio. Los
salientes se forman preferentemente a partir de unas partes de la
cuchilla de crepado desplazadas cuando se forma la pluralidad de
muescas. Más preferentemente, las caras exteriores de los salientes
están dispuestas a un ángulo con respecto a por lo menos una de
dichas primera y segunda caras laterales, aproximadamente igual a un
ángulo de desgaste de la cuchilla de crepado cuando dicha cuchilla
de crepado se coloca sobre la superficie exterior del cilindro
giratorio.
En otro aspecto, la invención comprende un
sistema para el crepado de una banda de celulosa. El sistema
comprende un cilindro giratorio y una cuchilla de crepado similar a
una de las cuchillas de crepado descritas anteriormente. La cuchilla
de crepado se dispone con respecto al cilindro de forma que la
cuchilla de crepado es capaz de crepar la banda de celulosa desde
una superficie externa del cilindro cuando la banda se encuentra en
la superficie exterior y el cilindro es girado.
En otro aspecto, el sistema comprende un
elemento de pivote acoplado a la cuchilla de crepado. El elemento de
pivote se configura para mantener la cuchilla de crepado en contacto
con la superficie exterior del cilindro cuando se ha desgastado la
cuchilla de crepado.
En todavía otro aspecto, la invención comprende
una mejora en un procedimiento de fabricación de papel. Dicha mejora
incluye el crepado de una banda de celulosa desde una superficie
exterior de un cilindro giratorio con una cuchilla de crepado
similar a una de las cuchillas de crepado descritas anteriormente.
El espesor y la resistencia del papel de la banda crepada son
sustancialmente constantes cuando el contacto formado entre la
cuchilla de crepado y la superficie exterior del cilindro giratorio
desgasta la cuchilla de crepado.
En todavía otro aspecto, la invención comprende
un papel con un espesor y una resistencia sustancialmente
constantes, fabricado mediante el procedimiento de fabricación
mejorado, descrito anteriormente.
Se debe entender que tanto la descripción
general anterior como la siguiente descripción detallada se
proporcionan a título de ejemplo, y tienen como objetivo
proporcionar una explicación adicional de la invención tal como se
reivindica.
Los dibujos adjuntos se incorporan para
proporcionar una comprensión mejor de la invención, y están
incorporados a, y constituyen una parte de la presente memoria. Los
dibujos ilustran unas formas de realización de la invención y,
conjuntamente con la descripción, sirven para explicar los
principios de la invención. En los dibujos:
las Figuras 1A y 1B representan unas vistas en
perspectiva de una forma de realización de una cuchilla de
crepado;
la Figura 2 y 2A representan unas vistas
laterales de la cuchilla de crepado de las Figuras 1A y 1B antes y
después del desgaste producido por el contacto con un cilindro
giratorio;
la Figura 3 representa una vista parcialmente en
perspectiva de una forma de realización alternativa de una cuchilla
de crepado;
las Figuras 4A a 4F representan unas vistas
esquemáticas de distintas secciones transversales de las
muescas;
la Figura 5 representa una vista esquemática de
una etapa de un procedimiento proporcionado a título de ejemplo para
practicar muescas en una cuchilla de crepado;
la Figura 6 representa una vista parcialmente
esquemática de otra forma de realización de una cuchilla de crepado
que presenta múltiples profundidades de muesca, múltiples
frecuencias de muesca, y múltiples secciones transversales de
muesca;
la Figura 7 representa una vista esquemática de
un sistema que comprende la cuchilla de crepado de las Figuras 1A,
1B y 2, dispuesta con respecto a un cilindro giratorio;
las Figuras 8A y 8B representan unas vistas
laterales de una cuchilla de crepado de la técnica anterior antes y
después del desgaste producido por el contracto con un cilindro
giratorio;
la Figura 9 representa un gráfico que ilustra el
espesor del papel contra el desgaste de la cuchilla;
la Figura 10 representa un gráfico que ilustra
la resistencia del papel contra el desgaste de la cuchilla;
la Figura 11 representa una vista esquemática de
un procedimiento de crepado en seco;
la Figura 12 representa una vista esquemática de
un procedimiento de crepado en húmedo;
la Figura 13 representa una vista de papel
crepado; y
la Figura 14 representa una vista en perspectiva
de una cuchilla de crepado de la técnica anterior.
A continuación se hace referencia detallada a
las formas de realización preferidas de la presente invención, y se
ilustran unos ejemplos de dichas formas de realización en los
dibujos adjuntos. Donde sea posible, se utilizan los mismos números
de referencia en los dibujos y en la descripción para referirse a
las partes iguales o similares, y se utilizan los mismos números de
referencia con sufijos alfabéticos para referirse a las partes
similares.
Se proporciona una cuchilla de crepado para el
crepado una banda de celulosa desde un cilindro giratorio en un
proceso de crepado. Las Figuras 1A, 1B y 2 representan unas vistas
en perspectiva y una vista lateral, respectivamente, de una forma de
realización de una cuchilla de crepado 20 que presenta una primera
cara lateral 22 y una segunda cara lateral 24. Las caras laterales
22, 24 son por lo menos substancialmente opuestas la una a la otra.
Preferentemente, las caras laterales 22, 24 son paralelas la una a
la otra.
Asimismo la cuchilla 20 presenta una superficie
superior 26 no ortogonal con respecto a por lo menos una de las
caras laterales 22, 24. Preferentemente la superficie superior 26 es
substancialmente plana y biselada (es decir, no perpendicular) con
respecto a ambas caras laterales 22, 24. La superficie superior 26
está biselada, preferentemente, a un ángulo comprendido entre
aproximadamente 0º y aproximadamente 35º, con respecto a un plano
que es perpendicular a por lo menos una de las primera y segunda
caras laterales 22, 24. Más preferentemente, la superficie superior
26 está biselada a un ángulo comprendido entre aproximadamente 0º y
aproximadamente 25º con respecto a un plano perpendicular a las
caras laterales 22, 24. Aunque las Figuras 1A, 1B y 2 muestran la
superficie superior 26 plana, un experto en la materia podrá
apreciar que dicha superficie superior 26 no ha de ser
necesariamente plana. Por ejemplo, la superficie superior 26 podría
estar configurada de forma paraboloide, hipérbole, cóncavo y/o
convexo.
Además la cuchilla 20 comprende una pluralidad
de muescas 28. Preferentemente, las muescas 28 están distanciadas de
forma homogénea a lo largo de la superficie superior 26. En una
forma de realización preferida, están previstas aproximadamente 6
muescas por pulgada y aproximadamente 40 muescas por pulgada. En una
forma de realización alternativa, las muescas 28 no están
distanciadas de forma homogénea.
Cada una de las muescas 28 presenta una parte
inferior 30 y un extremo abierto 32, extendiéndose preferentemente
los dos entre las caras laterales 22, 24. La parte inferior 30 es
por lo menos substancialmente paralela a la superficie superior 26.
Preferentemente, la superficie superior 26 es plana y las partes
inferiores 30 de cada una de las muescas 28 se encuentran por lo
menos substancialmente en un plano que es por lo menos
substancialmente paralelo a la superficie superior 26. Es decir, una
distancia perpendicular entre la parte inferior 30 de cada muesca 28
y la superficie superior 26 (es decir, la profundidad de la muesca)
es substancialmente igual para todas las muescas. En una forma de
realización preferida, la profundidad de la muesca está comprendida
entre aproximadamente 0,010 pulgadas y aproximadamente 0,050
pulgadas. En otra forma de realización, las profundidades de la
muesca no son iguales para todas las muescas.
Los extremos abiertos 32 de las muescas 28 están
definidas por lo menos por una parte de la superficie superior 26.
Preferentemente la configuración de las muescas 28 aumenta el
espesor de la banda de celulosa cuando la cuchilla de crepado 20
procede al crepado de la banda de celulosa desde una superficie
exterior de un cilindro giratorio.
Las muescas 28 comprenden asimismo unas paredes
laterales primera y segunda 42, 44 que se extienden desde las partes
inferiores 30 hasta los extremos abiertos 32.
Preferentemente, las paredes laterales 42, 44 se
estrechan desde el extremo abierto hasta la parte inferior (es
decir, las muescas son más estrechas cerca a las partes inferiores
30). Véanse asimismo las Figuras 1A y 1B. En una forma de
realización alternativa, las paredes laterales 42, 44 se estrechan
desde la parte inferior hasta el extremo abierto. En todavía otra
forma de realización, las paredes laterales no se
estrechan.
estrechan.
Dado que las muescas 28 ilustradas en las
Figuras 1A y 1B presentan una sección transversal en forma de U, las
partes inferiores 30 de las muescas 28 son substancialmente
lineales. Sin embargo, las partes inferiores podrían presentar una
variedad de formas distintas, tal como plana o paraboloide. Por
ejemplo, la Figura 3 representa una cuchilla 20a con una parte
inferior plana 30a. Dicha parte inferior 30a de la cuchilla 20a se
estrecha desde un extremo 48 adyacente al primer lado 22a hasta el
otro extremo 46 adyacente al segundo lado 24a. En una forma de
realización alternativa, la parte inferior 30a se estrecha desde el
extremo 46 hasta el extremo 48.
Como se puede apreciar en las Figuras 4A a 4F,
respectivamente, una sección transversal de cada una de las muescas
28 en un plano paralelo a por lo menos una de las primera y segunda
caras laterales 22, 24 de la cuchilla 20 es preferentemente una
sección substancialmente en forma de V, substancialmente en forma de
U, substancialmente en forma de media luna, substancialmente en
forma rectangular, substancialmente en forma de V truncado, y
substancialmente en forma de cola de milano. En una forma de
realización alternativa, la cuchilla presenta unas muescas con dos o
más secciones transversales distintas.
Haciendo referencia a las Figuras 1A y 2, la
cuchilla 20 presenta preferentemente una pluralidad de salientes 34
adyacentes a las muescas 28 y que se extienden desde la primera cara
lateral 22. Preferentemente los salientes 34 se forman a partir de
unas partes de la cuchilla de crepado 20 desplazadas cuando se
forman las muescas 28 en la cuchilla 20.
La Figura 5 representa una vista esquemática de
una etapa de un procedimiento, proporcionado a título de ejemplo,
para practicar muescas en una cuchilla de crepado, similar a la
cuchilla 20. Preferentemente, se inicia la fabricación recortando un
semielaborado de material de forma rectangular 64 según una
longitud, anchura y grosor deseados. A continuación, una superficie
superior 68 se bisela según un ángulo deseado con respecto a las
caras laterales 22, 24. Con el fin de practicar las muescas 28, se
aprieta una rueda de moteado 60 sobre dicha superficie superior 68
del semielaborado 64 de modo que los dientes 62 de la rueda de
moteado 60 son substancialmente perpendiculares con respecto a la
superficie superior 68. A medida que los dientes 62 deforman el
semielaborado 64, el material del semielaborado 64 fluirá hacia
ambas caras laterales 22, 24, formando así unos salientes de
material. Los salientes que se extienden desde la cara lateral 22
(es decir, la cara lateral opuesta al cilindro giratorio) están
dispuestos preferentemente (es decir, por mecanizado o por limado)
hasta alcanzar un ángulo de desgaste W (véase la Figura 7), que es
aproximadamente equivalente a un ángulo de contacto entre la
cuchilla y el cilindro giratorio cuando dicha cuchilla está
dispuesta con respecto a dicho cilindro giratorio. En una forma de
realización preferida, los salientes que se extienden desde la cara
lateral 24 están dispuestos de manera que están a ras con la cara
lateral 24. Preferentemente, el semielaborado 64 se mantiene en
posición mediante una mordaza 66 en relación con la rueda de moteado
60. El procedimiento para practicar las muescas y que se ilustra en
la Figura 5 es simplemente el ejemplo de un procedimiento
convencional, y tiene como propósito limitar el alcance de la
invención a una cuchilla fabricada precisamente mediante el
procedimiento que se ha descrito en la presente memoria.
Preferentemente la cuchilla de crepado 20 se
forma de acero templado. Sin embargo, se podría fabricar la cuchilla
de otros materiales metálicos y no metálicos.
En otra forma de realización, se prevé una
cuchilla de crepado provista de muescas que presentan por lo menos
una de entre unas frecuencias múltiples de separación de muesca,
unas profundidades múltiples de muesca, y unas secciones
transversales múltiples de muesca. Por ejemplo, la Figura 6
representa una forma de realización de una cuchilla de crepado 20b
que presenta unas frecuencias múltiples de separación de muesca,
unas profundidades múltiples de muesca, y unas secciones
transversales múltiples de muesca.
En otra forma de realización, se prevé un
sistema para el crepado de una banda de celulosa. La Figura 7
representa una vista esquemática de un sistema 50 que comprende un
cilindro giratorio 36, estando dispuesta la cuchilla de crepado 20
con respecto al cilindro giratorio 36. Preferentemente dicho
cilindro giratorio 36 consiste en una parte de un secador
configurado para calentar una superficie exterior 38 del cilindro
36. Más preferentemente, el cilindro giratorio 36 consiste en el
tambor de un secador Yankee. Preferentemente, por lo menos una parte
de los salientes 34 define una parte de la cuchilla de crepado 20
que entra en contacto con una superficie exterior 38 del cilindro
giratorio 36. Los salientes 34 facilitan preferentemente la
realización de un contacto completo entre la cuchilla 20 y la
superficie exterior 38. A medida que gira el cilindro giratorio 36
con respecto a la cuchilla 20, la parte de la cuchilla 20 que entra
en contacto con la superficie exterior 38 se desgastará según la
dirección de una línea T, tangente a la superficie exterior 38 en un
punto de contacto 40 entre la cuchilla 20 y la superficie exterior
38. Tal como se ha mencionado anteriormente, se refiere a la
posición de la cuchilla 20 con respecto al cilindro 36 mediante un
ángulo denominado el ángulo de desgaste W. Dicho ángulo de desgaste
W consiste en un ángulo con un vértice en el punto de contacto 40 y
lados formados por una parte de la primera cara 22 de la cuchilla 20
y por una parte de la línea T.
En una forma de realización preferida, las caras
exteriores 46 de los salientes 34 están dispuestas (es decir,
mecanizadas o limadas) de manera que un ángulo comprendido entre las
caras exteriores 46 y la primera cara lateral 22 es substancialmente
equivalente al ángulo de desgaste. Al disponer las caras exteriores
46 según el ángulo de desgaste facilita el contacto entre la
cuchilla 20 y la superficie exterior 38 del cilindro giratorio 36
substancialmente por toda la longitud de dicha cuchilla 20.
Preferentemente, el ángulo de desgaste está comprendido entre
aproximadamente 5º y aproximadamente 25º. Más preferentemente, el
ángulo de desgaste está comprendido entre aproximadamente 9º y
aproximadamente 18º. En una forma de realización alternativa, los
salientes 34 están dispuestos a un ángulo distinto al ángulo de
desgaste.
Las Figuras 8A y 8B representan unas vistas
laterales de una cuchilla de crepado 100, similar a la cuchilla de
crepado que se da a conocer en la patente `134, ilustrando la
situación antes y después del desgaste producido por el contacto
entre la cuchilla 100 y un cilindro giratorio, respectivamente. La
cuchilla 100 presenta una superficie biselada 102 con respecto a las
caras laterales 104, 106 y unas partes dentadas formadas en la
cuchilla adyacentes a la superficie biselada 102. Las partes
dentadas están configuradas de modo que una parte inferior 108 de
cada una de las partes dentadas es perpendicular a las caras
laterales 104, 106, en lugar de ser substancialmente paralela a la
superficie biselada 102.
Debido a la configuración de las partes dentadas
de la cuchilla 100, la profundidad eficaz de las mismas se reduce
con el tiempo. Por ejemplo, una distancia D1 (véase la Figura 8A)
constituye la profundidad eficaz de la parte dentada de una cuchilla
nueva configurada de modo similar a la cuchilla `134. Sin embargo, a
medida que se desgasta la cuchilla 100, la profundidad eficaz de la
parte dentada se reducirá hasta alcanzar una distancia D2 (véase la
Figura 8B). El papel producido con la cuchilla 100 cuando la
profundidad eficaz de la parte dentada es D1, presentará un espesor
y una resistencia diferentes a los de un papel producido cuando la
profundidad eficaz de la parte dentada es D2.
A diferencia de la cuchilla 100 de las Figuras
8A y 8B, la cuchilla 20 de las Figuras 1A, 1B, 2, y 7, y la cuchilla
20a de la Figura 3 presentan una profundidad eficaz de muesca que
queda substancialmente no afectada por el desgaste de la cuchilla.
En particular, dado que las partes inferiores 30 de las muescas 28
son por lo menos substancialmente paralelas a la superficie superior
32, la distancia entre la parte inferior 30 y la superficie superior
32 (es decir, la profundidad eficaz de muesca) queda
substancialmente constante a medida que se desgasta la cuchilla 20
por entrar en contacto con la superficie exterior 38 del cilindro
giratorio 36 cuando gira dicho cilindro 36 y la cuchilla 20 realiza
el crepado de la banda de celulosa desde la superficie exterior 38.
(Comparen las Figuras 2 y 2A, cada una de las cuales presenta una
profundidad de muesca D1). Por lo tanto, el espesor y la resistencia
de la banda de celulosa que se ha crepado mediante la cuchilla 20
quedan substancialmente no afectados por el desgaste de la cuchilla
20.
Las Figuras 9 y 10 son gráficos que ilustran
unas aproximaciones de las curvas del espesor y de la resistencia
del papel con el tiempo (es decir, el espesor y la resistencia del
papel contra el desgaste de la cuchilla), respectivamente, para una
cuchilla convencional (identificada como "B1" e ilustrada en la
Figura 14), una cuchilla similar a la cuchilla `134 (identificada
como "B2" en las Figuras 8A y 8B), y una cuchilla según un
aspecto de la presente invención (identificada como "B3").
Ambas cuchillas B1 y B3 producen un papel que
presenta un espesor y una resistencia constantes, sin embargo, la
cuchilla B3 (es decir, la cuchilla de crepado de un aspecto de la
presente invención) produce un papel con un grosor y una suavidad
mayores que la cuchilla B1. En particular, la cuchilla B3 puede
aumentar el espesor de papel entre aproximadamente el 20% y
aproximadamente el 70% más que las cuchillas convencionales, a la
vez que el papel presenta una resistencia de entre aproximadamente
el 15% y el 25% menos resistente (es decir, más suave) que el papel
producido con la cuchillas convencionales. La cuchilla B2 (es decir,
la cuchilla `134), aunque inicialmente produce un papel con un
espesor y una suavidad mayores que la cuchilla convencional B1,
llega a producir un papel con un espesor reducido y una resistencia
mayor a medida que se desgasta la cuchilla B2.
Haciendo referencia a la Figura 7, en una forma
de realización preferida, el sistema 50 comprende además un elemento
de pivote 52 (representado de forma esquemática) acoplado a la
cuchilla de crepado 20. Dicho elemento de pivote 52 está configurado
de modo que mantiene la cuchilla 20 en contacto con la superficie
exterior 38 del cilindro 36 a medida que se desgasta la cuchilla
20.
En otra forma de realización, se prevé una
mejora en un procedimiento para la fabricación de papel. La Figura
11 representa una vista esquemática de un proceso de crepado en
seco, en el que se realiza el crepado de una banda de celulosa 60
desde la superficie exterior 38 del cilindro giratorio 36 mediante
la cuchilla de crepado 20 para fabricar un papel con un espesor y
una resistencia substancialmente constantes cuando el contacto
formado entre la cuchilla de crepado 20 y la superficie exterior 38
desgasta dicha cuchilla de crepado 20. En el proceso de crepado en
seco, la banda de celulosa 60 presenta preferentemente un contenido
de humedad de entre aproximadamente el 30% y aproximadamente el 70%
en peso cuando se dispone inicialmente en la superficie exterior 38
del cilindro 36, y un contenido de humedad de entre aproximadamente
el 2% y aproximadamente el 15% en peso cuando dicha banda de
celulosa 60 entra en contacto con la cuchilla de crepado 20. Después
del crepado en seco, opcionalmente la banda de celulosa 60 se hace
pasar por unos rodillos de calendado 62a, 62b para impartir una
acción alisadora y reducir el grosor de la banda de celulosa 60. A
continuación, la banda de celulosa 60 es devanada en una bobina
64.
La Figura 12 representa una vista esquemática de
un proceso de crepado en húmedo. En el crepado en húmedo, similar al
crepado en seco, se coloca una banda de celulosa 60a en la
superficie exterior 38 del cilindro giratorio 36 y se realiza el
crepado desde la superficie exterior 38 con la cuchilla de crepado
20. Sin embargo, en el crepado en húmedo, la banda de celulosa 60a
presenta un contenido de humedad de entre aproximadamente el 30% y
aproximadamente el 70% en peso cuando se coloca la banda 60a
inicialmente en la superficie exterior 38, y un contenido de humedad
de entre aproximadamente el 15% y aproximadamente el 60% cuando se
realiza el crepado de la banda 60a desde la superficie exterior 38.
Después del crepado en húmedo, la banda 60a se hace pasar sobre uno
o más secadores 66a a 66g (es decir, los secadores tipo lata o
incluso los secadores con aire pasante) y a continuación es devanada
en una bobina 64. Además del crepado en seco y en húmedo, la
cuchilla de crepado se podría utilizar en un proceso de secado con
aire pasante o en un proceso de nuevo crepado. Dichos procesos se
describen en la patente `134.
En todavía otra forma de realización, se prevé
un papel con un espesor y una resistencia substancialmente
constantes a medida que se desgasta la cuchilla de crepado. La
Figura 13 representa una vista del papel producido mediante un
proceso que emplea la cuchilla de crepado según un aspecto de la
presente invención. Preferentemente, el papel es absorbente, por
ejemplo, una toalla y/o un pañuelo. En una forma de realización
preferida, el papel comprende material reciclado, tal como la
ceniza.
Claims (32)
1. Cuchilla de crepado (20) para el crepado
de una banda de celulosa desde un cilindro giratorio en un proceso
de crepado, comprendiendo la cuchilla de crepado (20):
unas primera y segunda caras laterales (22, 24),
siendo dicha primera cara lateral (22) por lo menos substancialmente
opuesta a dicha segunda cara lateral (24);
una superficie superior (26) no ortogonal con
respecto a por lo menos una de dichas primera y segunda caras
laterales (22, 24); y
una pluralidad de muescas (28), presentando cada
una de dichas muescas (28) una parte inferior (30) y un extremo
abierto (32), y caracterizada porque la parte inferior (30)
es por lo menos substancialmente paralela a la superficie superior
(26) y estando delimitado el extremo abierto (32) mediante por lo
menos una parte de la superficie superior (26).
2. Cuchilla (20) según la reivindicación 1,
en la que la superficie superior (26) es plana.
3. Cuchilla (20) según la reivindicación 1 ó
2, en la que una profundidad eficaz de muesca de cada muesca está
definida por la distancia entre la parte inferior y el extremo
abierto en una dirección paralela a una cara exterior (46) de la
cuchilla de crepado (20), para entrar en contacto con el cilindro
giratorio, permaneciendo la profundidad eficaz de muesca
substancialmente constante a través de la cuchilla en una dirección
paralela a la parte inferior (30) de las muescas (28).
4. Cuchilla (20) según la reivindicación 1, 2
ó 3, en la que las muescas (28) están conformadas de manera que la
parte inferior (30) de cada una de las muescas (28) es por lo menos
substancialmente plana.
5. Cuchilla (20) según la reivindicación 4,
en la que la parte inferior (30) de cada una de las muescas (28) es
por lo menos substancialmente paralela a la superficie superior
(26).
6. Cuchilla (20) según la reivindicación 5,
en la que el plano de dicha parte inferior (30) está separado de la
superficie superior (26) por una distancia desde aproximadamente
0,010 pulgadas a aproximadamente 0,050 pulgadas (aproximadamente
0,254 mm a 1,27 mm).
7. Cuchilla (20) según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, en la que la parte inferior (30) de por lo
menos una de las muescas (28) está dispuesta en un primer plano, la
parte inferior de por lo menos otra de dichas muescas (28) está
dispuesta en un segundo plano, y la superficie superior (26) está
dispuesta en un tercer plano, siendo los primer, segundo y tercer
planos, por lo menos substancialmente paralelos entre sí, y siendo
una distancia entre los primer y tercer planos diferente de una
distancia entre los segundo y tercer planos.
8. Cuchilla según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la que la cuchilla de crepado (20)
presenta una pluralidad de salientes (34) adyacentes a las muescas
(28) y que se extienden desde por lo menos una de dichas primera y
segunda caras laterales (22, 24), y en la que por lo menos una parte
de los salientes (34) delimita por lo menos una parte de la cuchilla
de crepado (20) que entra en contacto con la superficie exterior del
cilindro giratorio.
9. Cuchilla (20) según la reivindicación 8,
en la que los salientes (34) se forman a partir de unas partes de la
cuchilla de crepado (20) que se desplazan cuando se forma la
pluralidad de muescas (28).
10. Cuchilla (20) según la reivindicación 8 ó
9, en la que las caras exteriores de los salientes (34) están
dispuestas en un ángulo con respecto a por lo menos una de dichas
primera y segunda caras laterales (22, 24) aproximadamente
equivalente a un ángulo de desgaste de la cuchilla de crepado (20)
cuando la cuchilla de crepado (20) está dispuesta en la superficie
exterior del cilindro giratorio.
11. Cuchilla (20) según la reivindicación 3 o
cualquiera de las reivindicaciones 4 a 10 cuando están subordinadas
a la reivindicación 3, en la que la cara exterior está dispuesta en
un ángulo con respecto a por lo menos una de dichas primera y
segunda caras laterales (22, 24), comprendido en el intervalo de
entre aproximadamente 5º y aproximadamente 25º y preferentemente
comprendido en el intervalo de entre aproximadamente 9º y
aproximadamente 18º.
12. Cuchilla (20) según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la que una sección transversal de
cada una de las muescas (28) en un plano paralelo a por lo menos una
de dichas primera y segunda caras laterales (22, 24) de la cuchilla
de crepado (20) presenta una conformación substancialmente en forma
de V, substancialmente en forma de U, substancialmente en forma de
media luna, substancialmente en forma rectangular, substancialmente
en forma de V truncado, y substancialmente en forma de cola de
milano.
13. Cuchilla (20) según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la que cada una de las muescas (28)
comprende unas primera y segunda paredes laterales (22, 24),
extendiéndose dichas paredes laterales (22, 24) desde la parte
inferior (30) de la muesca (28) hasta el extremo abierto (32) y
estrechándose entre el extremo abierto (32) y la parte inferior
(30).
14. Cuchilla (20) según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la que la parte inferior (30) de
cada una de las muescas (28) es substancialmente lineal.
15. Cuchilla (20) según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la que la parte inferior (30) de
cada una de las muescas (28) se estrecha entre un primer extremo de
la parte inferior (30) adyacente a dicha primera cara lateral (22) y
un segundo extremo de la parte inferior (30) adyacente a dicha
segunda cara lateral (24).
16. Cuchilla (20) según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la que la superficie superior (26)
está biselada con respecto a por lo menos una de dichas primera y
segunda caras laterales (22, 24) a un ángulo comprendido entre
aproximadamente 0º y aproximadamente 35º con respecto a un plano
perpendicular a por lo menos una de dichas primera y segunda caras
laterales (22, 24) y preferentemente a un ángulo comprendido entre
aproximadamente 10º y aproximadamente 25º con respecto a un plano
perpendicular a por lo menos una de dichas primera y segunda caras
laterales (22, 24).
17. Cuchilla (20) según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la que el número de muescas (28)
está comprendido entre aproximadamente 6 muescas por pulgada y
aproximadamente 40 muescas por pulgada (aproximadamente 6 muescas
por 25,4 mm y aproximadamente 40 muescas por 25,4 mm).
18. Cuchilla (20) según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la que por lo menos una de las
muescas (28) presenta una sección transversal que es diferente de
otra de las muescas (28), en un plano paralelo a por lo menos una de
dichas primera y segunda caras laterales (22, 24) de la cuchilla de
crepado (20).
19. Cuchilla (20) según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la que la separación entre las
muescas (28) a lo largo de la cuchilla (20) no es uniforme.
20. Sistema (50) para el crepado de una banda
de celulosa, comprendiendo el sistema:
un cilindro giratorio (36); y
una cuchilla de crepado (20) según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, estando dispuesta la cuchilla de
crepado (20) con respecto al cilindro (36) de manera que la cuchilla
de crepado (20) puede realizar el crepado de una banda de celulosa
desde una superficie exterior (38) del cilindro (36) cuando la banda
se encuentra sobre la superficie exterior (38) y se hace girar el
cilindro (36).
21. Sistema según la reivindicación 20, que
comprende además un elemento de pivote (52) acoplado a la cuchilla
de crepado (20), estando configurado el elemento de pivote (52) para
mantener la cuchilla de crepado (20) en contacto con la superficie
exterior (38) del cilindro (36) cuando es desgastada la cuchilla de
crepado (20).
22. Sistema según la reivindicación 20 ó 21, en
el que el cilindro giratorio (36) forma parte de un secador
configurado para calentar la superficie exterior del cilindro
(36).
23. Sistema según la reivindicación 22, en el
que el secador consiste en un secador Yankee.
24. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones 20 a 23, en el que una profundidad eficaz de muesca
de cada muesca de la cuchilla (20) es delimitada por la distancia
entre la parte inferior y el extremo abierto en una dirección a lo
largo de un ángulo de desgaste de la cuchilla de crepado (20),
permaneciendo la profundidad eficaz de muesca substancialmente
constante cuando el contacto formado entre la cuchilla de crepado
(20) y el cilindro giratorio (36) desgasta dicha cuchilla de crepado
(20).
25. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones 20 a 24, en el que la cuchilla (20) presenta un
ángulo de desgaste comprendido en el intervalo de entre
aproximadamente 5º y aproximadamente 25º y preferentemente
comprendido en el intervalo de entre aproximadamente 9º y
aproximadamente 18º.
26. Procedimiento para la fabricación de papel,
que comprende: el crepado de una banda de celulosa desde una
superficie exterior de un cilindro giratorio (36) con una cuchilla
de crepado (20) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, en
el que el espesor y la resistencia de la banda crepada son
substancialmente constantes cuando el contacto formado entre la
cuchilla de crepado (20) y la superficie exterior (38) del cilindro
giratorio (36) desgasta la cuchilla de crepado (20).
27. Procedimiento según la reivindicación 26,
que comprende además disponer una banda de celulosa que comprende
desde aproximadamente 30% a aproximadamente 70% de humedad en peso
en la superficie exterior del cilindro giratorio (36), en el que la
banda de celulosa es crepada en húmedo desde la superficie exterior
(38) del cilindro giratorio (36) cuando la banda de celulosa
comprende desde aproximadamente 15% y aproximadamente 60% de humedad
en peso.
28. Procedimiento según la reivindicación 26,
que comprende además disponer una banda de celulosa que comprende
desde aproximadamente 30% a aproximadamente 70% de humedad en peso
en la superficie exterior del cilindro giratorio (36), en el que la
banda de celulosa es crepada en seco desde la superficie exterior
(38) del cilindro giratorio (36) cuando la banda de celulosa
comprende desde aproximadamente 2% a aproximadamente 15% de humedad
en peso.
29. Procedimiento según la reivindicación 26,
27 ó 28, en el que la banda de celulosa comprende material
reciclado.
30. Procedimiento según la reivindicación 29,
en el que el material reciclado comprende ceniza.
31. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 26 a 30, en el que una profundidad eficaz de muesca
de cada muesca de la cuchilla (20) está delimitada por la distancia
entre la parte inferior y el extremo abierto en una dirección a lo
largo de un ángulo de desgaste de la cuchilla de crepado (20),
permaneciendo la profundidad eficaz de muesca substancialmente
constante cuando el contacto formado entre la cuchilla de crepado
(20) y el cilindro giratorio (36) desgasta dicha cuchilla de crepado
(20).
32. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 26 a 31, en el que la cuchilla (20) presenta un
ángulo de desgaste comprendido en el intervalo de entre
aproximadamente 5º y aproximadamente 25º y preferentemente en el
intervalo de entre aproximadamente 9º y aproximadamente 18º.
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